虛擬現實技術VR與高校體育訓練的結合分析

遲永輝

摘要：虛擬現實技術隨著計算機、傳感器技術的發展，成為近幾年熱門的新興技術，應用領域廣泛，其與體育訓練的結合亦有相關研究.本文首先從技術層面對虛擬現實技術（VR）的特征進行了分析，剖析了高校體育訓練對計算機、通信技術的需求情況，認為虛擬現實技術與體育訓練的結合是必要的，對結合方式進行了深入研究.

關鍵詞：虛擬現實；體育訓練；結合；規避風險

中圖分類號：G807.4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2019）03-0151-03

1 虛擬現實技術（VR）概念及技術特點

在計算機高級人機界面行業，虛擬現實技術（Virtual Reality，簡稱VR）是技術前沿代表般的存在，涉及傳感測量技術、互聯網技術、圖形識別與處理技術、人工智能等多領域.以沉浸性、交互性、構想性的開發理念，使參與者獲得與真實場景相同的體驗.計算機虛擬現實技術與高校體育訓練的結合是一次創造性地嘗試，是教育技術改革的重要內容.虛擬技術的應用改變了過去的教學模式，為新的教學方式探索、知識技能培養訓練提供了更廣闊的想象空間，營造了一個可以隨時隨地使用的“自我學習”環境，借助信息技術手段使學習者獲得學習模式切換體驗[1].虛擬技術可以最小成本創建最新式、成本高昂的體育器材，構建不同的虛擬場景，虛擬技術的優勢在于以最低的成本在最短的時間內更新培訓內容，緊跟技術潮流前沿.另外，虛擬現實技術實現了良好的人機交互性，參加虛擬體育訓練的學生可以全身心投入角色中，專注與技能訓.虛擬訓練技術為高校體育訓練提供了低風險甚至是零風險的解決方案，其最大優勢在于可以開展多次重復練習.

2 高校體育訓練引入虛擬現實技術的必要性

2.1 避免體育訓練過程中意外情況的發生

跆拳道、拳擊等運動項目具有很強的對抗性，在訓練過程中意外受傷的情況是無法避免的，因此，許多高校基于安全考慮不再將這些項目列入體育課程.計算機虛擬技術的出現，極大地降低了這些體育項目日常訓練的危險性，進而促進這些項目在高校體育課程中的發展[2].在這種近乎于真實的模擬環境中，學生可以不再顧及肢體上的傷害，放開手腳進行各種所需的訓練.同時，計算機系統可以根據記錄的運動數據對訓練情況進行動態分析評價，實施修正訓練中的錯誤動作和不良習慣，保證高質量的訓練效率.

2.2 降低高難度動作的風險程度

隨著國力的增強，我國體育事業發展十分迅速，競技體育項目的技術難度不斷增加，尤其是在對抗性強的體育項目中，難度的提升增加了訓練過程中受傷的潛在風險程度，現實訓練中的情況也確實如此.計算機虛擬現實技術的應用，在虛擬的真實環境中進行訓練，降低了這種風險，復雜的技術動作、訓練難度和強度變得像平常一樣輕松，杜絕了訓練過程中的意外受傷情況.運動員在計算機模擬的環境中，可以放開手腳，專注于訓練本身[3].

2.3 彌補物質條件不足的限制因素

高校體育訓練教學需要必備的器材，這需要有足夠的經費支撐，但現實的經費往往是不夠的，器材短缺成了高校體育訓練的一個制約因素.計算機虛擬現實技術很好地解決了這個問題，在硬件成本不增加的情況下，只需要進行對應的軟件開發，便可模擬不同器材的功能，開展新的訓練項目變得十分簡單.在計算機模擬的虛擬現實訓練環境中，學生們可以獲得更加豐富的視覺感官，訓練內容變得更加趣味、生動，徹底擺脫了訓練場地不夠、訓練器材不足的制約因素[4].

3 虛擬現實技術在不同體育項目中的應用

計算機虛擬現實技術在高校體育訓練中的應用，帶來了風暴式的變革效應.單一的體育課堂演變為綜合性的訓練場地，體育教學模式也發生了根本性的改變，師生間口口相傳的經驗教學方法演變為高科技場景訓練.競技項目不再是一項單調的訓練科目.虛擬現實技術與各行業的結合各有特點，其在高校體育訓練中的應用情況表現在以下幾個方面.

3.1 虛擬現實技術應用于健美操教學

健美操是一項展現人體健與美的運動項目，融合了音樂、舞蹈和體操，具有極高的藝術觀賞性.健美操教學以靈活性和協調性訓練為主要內容，同時培養學生思維的發散性和開拓性.一部分教學內容是教師無法用言語表達和描述的，只可意會不可言傳的內容[5].計算機虛擬現實技術的出現將這種表達變為了可能，基本動作信息依靠視頻表達，可以在教學過程中循環播放，結合教練員的講解內容，在運動員腦海中展現出完整清晰、立體化的技術動作.更加直觀地掌握動作要領，在虛擬環境中進行更加生動有趣的訓練.另一方面，可以及時發現訓練中的錯誤和不足，根據訓練數據及時發現錯誤產生的原因，開展針對性強的糾偏.

3.2 虛擬現實技術應用于排球教學

在傳統排球教學活動中，首先由教師對動作進行示范講解，學員的掌握情況受多因素影響.教師對運動員訓練水平的評估是基于自身的觀察獲得的，這種評估具有很強的主觀性.當班容量大時，教師無法兼顧每個學生的訓練情況.虛擬現實技術營造了一個全新的教學環境，在教師的講解過程中，學員可以在虛擬場景中更真實地感受各個技術動作，讀懂計算機傳遞的肢體語言信息，對各關節的發力順序、動作幅度、力度大小有更精確的感知，在輕松的氛圍中掌握技術要領.

3.3 虛擬現實技術應用于籃球教學

在過去，籃球教學分為兩部分：理論講解和教學示范，計算機技術的發展使得虛擬現實技術可以應用于高校體育訓練.在實景仿真課件和課堂教學環節，進行知識傳授的同時，同步完成動作和技能演練.首先要建立合適的模擬庫，配合對應的設備輸出，在虛擬化的現實場景中完成整個訓練過程.計算機全程監控學生的訓練參數，速度、強度、完成質量等.因材施教，真正實現個性化教學和差異化培養[6].

4 實現虛擬現實技術與高校體育訓練的結合

從計算機技術層面來看，虛擬現實技術包含兩個關鍵環節：運動參數信息的采集和數字化處理、虛擬現實數據信息的圖形化呈現.信息量巨大，包括訓練動作的姿勢、位移大小、速度快慢等參數，全面分析整個運動過程.基于分析結果數據，全面了解每個動作的完成情況和標本間的個體差異.比對運動員的技術動作與計算機中存儲的標準動作模型，便于運動員更加直觀地發現自身的技術缺陷和不足.老師可以根據存儲的訓練數據對學員的情況進行整體把握.

計算機虛擬技術與新開設運動項目的結合，為高校體育訓練開辟了一條便捷通道.虛擬技術在體育領域的應用減少了訓練的危險性，尤其是娛樂體育項目和奧運體育項目.高山滑雪、賽車、登機等多類危險體育項目，可以在室內完成訓練和比賽，從根本上杜絕了雪崩等意外人員傷亡事故，計算機虛擬技術營造了一個客觀條件難以達到甚至根本無法實現的虛擬場景.在比賽模式熟悉和比賽場地適應性訓練方面，虛擬現實技術有著先天的優勢，基于互聯網絡存儲和搜集的海量比賽信息和運動員比賽記錄，可以模型特定對象的比賽信息設定為日常訓練的培訓者，使訓練更具針對性.對于部分受國家、地區、宗教、文化等因素限制，無法開展更高水平訓練的運動項目，計算機虛擬技術解決了這種限制.它可以在虛擬場景中創建一個真實的運動員或一支球隊，可以逼真地模仿其外貌、技術特點甚至是性格.虛擬現實技術很容易實現不同自然場地的模擬，在大自然中放松身心.不僅如此，計算機虛擬技術還可以模擬攀登場館、滑雪場和駕駛場地，運動員的傷病困擾在這種新的訓練模式中蕩然無存.

計算機虛擬技術的發展已進入成熟階段，在社會各領域應用廣泛.它改變了人類的生活方式、學習方式和工作方式.虛擬現實技術在高校體育訓練中的應用，是一種革命性的舉動.承載著教學模式和教學體系創新的重任，助力高校體育訓練的科學化進程和競技體育跨越式發展.虛擬現實技術的出現，從根本上解決了體育訓練場地不大、器材不足，運動員業務水平差異大，訓練方案缺乏科學性的現實難題.提升技戰術訓練水平，為我國競技體育發展培養后備人才.虛擬現實技術與高校體育訓練的結合，在未來發展過程中會變得更加緊密，成為一個重要的發展方向.虛擬現實體育是技術與訓練疊加的產物，在不同運動項目中呈現出差異化的特點，對競技體育領域而言是一種偉大的創新，推動了擴展運動的發展.從另一層面來看，也證明了計算機虛擬現實技術可以將高校體育訓練提升到一個全新的高度.

5 結束語

綜合來看，虛擬現實技術可以營造一個模擬真實訓練環境的場景，配合多媒體技術，制作生動、翔實的教學視頻，重復播放講解.在高校體育訓練中的應用尚處于初級階段，在實際應用過程中也暴露出許多問題，要合理對待，既要正視問題，又要堅定未來發展的信心.通過虛擬現實技術在高校體育籃球、健美操、排球教學和日常訓練中的應用，虛擬場景可以降低運動員的訓練強度和危險性，提升訓練的針對性、效率和質量.應加大計算機虛擬現實技術在高校體育訓練中的應用廣度和深入程度.

參考文獻：

〔1〕張巍.芻議計算機“虛擬現實”技術在高校體育訓練中的應用[J].文體用品與科技，2016（2）：133-133.

〔2〕吳娜.基于計算機“虛擬現實”技術在高校體育訓練中的應用[J].林區教學，2018（5）：95-96.

〔3〕錢隆.基于虛擬現實技術的高校體育教學與訓練研究[J].自動化與儀器儀表，2017（6）：242-243.

〔4〕古福明.虛擬現實技術在運動訓練中的應用[J].文體用品與科技，2016（8）：195-195.

〔5〕王海榮，韓福麗.虛擬現實技術在黑龍江省冰雪旅游中的應用研究[J].冰雪運動，2016，38（5）：84-87.

〔6〕王晶晶.健美操訓練中虛擬現實技術的應用探討[J].當代體育科技，2017，7（24）：46-46.